CDIO理念下GIS開發(fā)類課程的教學一體化改革與實踐

柳錦寶　王增武　陳軍　喻亮　褚永彬

摘 要 近幾年，隨著GIS產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，社會各個領(lǐng)域?qū)IS專業(yè)人才（尤其是GIS開發(fā)人員）的需求與日俱增。雖然全國很多高校都開辦了GIS專業(yè)，并且開設(shè)了GIS開發(fā)技術(shù)相關(guān)的課程，但所培養(yǎng)的學生畢業(yè)后很難達到用人單位的要求，因此對GIS開發(fā)類課程進行教學改革的探索和實踐是非常有必要的。本研究以成都信息工程大學為例，引入CDIO教學理念對GIS開發(fā)類課程進行一體化改革，希望本研究所提出的教學改革思路能夠?qū)ζ渌咝IS開發(fā)類人才的培養(yǎng)提供借鑒。

關(guān)鍵詞 CDIO GIS開發(fā) 教學改革 一體化

Abstract In recent years， with the vigorous development of GIS industry， social demand of GIS professional （especially the GIS developers） is increasing day by day. Although many colleges and universities across the country have set up the major of GIS， and the GIS development technique courses have been opened， but the graduate students are difficult to meet the requirement of the employing unit， therefore it is necessary to carry out the teaching practice of reform and exploration for the GIS development courses. Taking Chengdu University of Information technology as example， we carry out integration reform for the GIS development technique courses by the CDIO teaching concept which aims at providing referential experience and advice for the GIS development talents cultivation in colleges and universities.

Keywords CDIO； GIS development； teaching reform； integration

1 CDIO教育理念簡介

麻省理工學院和瑞典皇家工學院等四所大學在2001經(jīng)過研究提出一種基于CDIO的工程教育理念。豍CDIO代表構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計（Design）、實現(xiàn)（Implement）和運作（Operate），它以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運行的生命周期為載體，讓學生以理論聯(lián)系實際的方式學習專業(yè)知識，是“做中學”和“基于項目的教育和學習”幾種基于理念的升華。②③④CDIO培養(yǎng)大綱將學生的能力分為基礎(chǔ)知識、個人能力、人際交往能力和工程系統(tǒng)能力四個層次，并采用12條標準來評價學生培養(yǎng)質(zhì)量。⑤⑥

2 GIS開發(fā)類課程教學改革的必要性

GIS開發(fā)類課程實踐性都非常強，但在很多高校的GIS專業(yè)培養(yǎng)方案中，GIS開發(fā)類課程的上機實驗學時較少，在實驗室，學生只能在老師的指導下完成基本的驗證性實驗，幾乎沒有進行綜合性實驗的時間。雖然老師也要求學生在課外完成一些綜合實驗，但大部分同學都是應付了事，達不到預期的效果。一直以來這些課都是采取閉卷考試方式對學生進行考核，考試成績占總成績的比重比較大（約占70%-80%），而實驗成績占總成績的比重很小。大部分學生為了能順利通過期末考試或取得高分，就花大量時間去背誦一些基本概念和軟件的操作步驟，對實驗環(huán)節(jié)不是很重視，沒有達到GIS開發(fā)類課程的培養(yǎng)目標。為了使每堂課無論是講授還是上機都收到良好的效果，從根本上提高學生的實際操作水平，因此有必要對GIS開發(fā)類課程的教學大綱、實驗大綱和教學方法進行改革。

3 CDIO理念下GIS開發(fā)類課程的一體化改革

我校地理信息系統(tǒng)專業(yè)大力實施以專業(yè)建設(shè)為主線的教育教學一體化改革，借鑒 CDIO國際工程教育模式，以社會需求為導向，加強實踐教學建設(shè)，強化學生動手能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，構(gòu)建滿足社會需求的GIS人才培養(yǎng)體系。

本校開設(shè)的GIS開發(fā)類課程側(cè)重培養(yǎng)學生的GIS系統(tǒng)開發(fā)能力，可以分為四大類：計算機基礎(chǔ)及編程基礎(chǔ)類課程、GIS基本原理及方法類課程、GIS開發(fā)技術(shù)類課程和GIS應用及設(shè)計類課程?；贑DIO的教學理念，我校GIS專業(yè)重新制定了GIS開發(fā)類課程的教學大綱，明確了課程群中各門課程的培養(yǎng)目標，如表1所示。

4 GIS開發(fā)類課程教學改革的具體實施

（1）調(diào)整教學大綱，細化培養(yǎng)目標。遵循工程化培養(yǎng)模式，結(jié)合我校GIS專業(yè)推行的“導師制”制度，以項目為導向，分解GIS開發(fā)課程群培養(yǎng)目標及標準，細化GIS開發(fā)類課程中每門課程的培養(yǎng)要求，將培養(yǎng)標準所規(guī)定的知識、能力和素質(zhì)目標落實到各具體的教學環(huán)節(jié)，明確每一門課程、每一個教學環(huán)節(jié)（包括課外環(huán)節(jié)）對學生知識、能力、素質(zhì)培養(yǎng)的具體貢獻對課程群課程的教學內(nèi)容、方法進行了調(diào)整，以實踐為主導，對“GIS原理”、“空間分析”、“GIS開發(fā)技術(shù)”、“WebGIS技術(shù)”、“面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計”等課程教學內(nèi)容和方法、理論學時和實驗學時進行調(diào)整，設(shè)立一級、二級、三級實驗項目，培養(yǎng)學生的GIS軟件開發(fā)能力、設(shè)計能力、系統(tǒng)維護能力和團隊協(xié)作等能力。

（2）鼓勵學生參加科研活動，提高實際動手能力。我校GIS專業(yè)的任課老師除了在課堂上引導學生進行專業(yè)課程的學習外，還鼓勵學生積極參加教師的科研項目，近年來每個年級都有近30余學生參加教師的科研課題，包括“西藏自治區(qū)生態(tài)環(huán)境遙感監(jiān)測與服務系統(tǒng)”專題、“4·20震后雅安市滑坡、泥石流危險性評價與系統(tǒng)集成研究”、“四川省干旱遙感監(jiān)測業(yè)務平臺建設(shè)”、“強降水誘發(fā)山體滑坡、泥石流氣象預報警報技術(shù)—精細化滑坡、泥石流氣象預警預報系統(tǒng)”等科研項目，很多同學通過參加科研項目學習到了很多書本上沒有學到的知識，提高了實踐能力，激發(fā)了學習熱情，增強了自信心。

（3）引導學生參加GIS開發(fā)大賽，培養(yǎng)實踐和創(chuàng)新能力。目前國內(nèi)比較成功的GIS開發(fā)大賽主要有北京超圖軟件股份有限公司發(fā)起的“超圖杯全國高校學生GIS應用開發(fā)大賽”、ESRI中國（北京）有限公司發(fā)起的“ESRI中國大學生GIS軟件開發(fā)大賽”以及武漢中地數(shù)碼有限公司發(fā)起的“中地數(shù)碼杯全國高校學生MapGIS二次開發(fā)大賽”，這些專業(yè)大賽具有相當大的影響力和“含金量”，對增強參賽學生實踐動手能力、創(chuàng)新能力、提高綜合素質(zhì)具有重要的意義。

我校GIS專業(yè)以GIS開發(fā)大賽為契機，不斷更新教學內(nèi)容，重構(gòu)GIS開發(fā)課程群教學體系，在教學過程中，宣傳創(chuàng)新學分的要求，引導學生去參加各種開發(fā)大賽，使學生的實踐能力得以提高。我校每年都有很多同學組隊參加各種GIS開發(fā)大賽，并且取得了不錯的成績。我校從2010年起，由教務處主辦校級3S大賽，其中設(shè)立了GIS開發(fā)組，每年參與的同學達到1/3左右。通過參加各種GIS開發(fā)大賽，同學們拓寬了視野，提高了專業(yè)學習的興趣，并培養(yǎng)了團隊協(xié)作的精神。

5 結(jié)語

GIS開發(fā)類人才的培養(yǎng)應以“基礎(chǔ)適度、專業(yè)拓寬、加強計算機技能培養(yǎng)、提高實踐操作能力”為原則，緊跟信息技術(shù)的發(fā)展步伐，提高實踐強度和深度，培養(yǎng)其堅實的GIS開發(fā)能力。GIS開發(fā)類課程的傳統(tǒng)教學方式已經(jīng)不能適應市場的發(fā)展需求，因此有必要對當前的教學方法進行改革。本研究基于CDIO教學理念對GIS開發(fā)類課程進行了一體化教學改革和實踐，取得了令人滿意的效果。伴隨著計算機技術(shù)和網(wǎng)絡技術(shù)的迅猛發(fā)展，GIS開發(fā)技術(shù)也在不斷更新， GIS開發(fā)類課程的專業(yè)課老師應以國內(nèi)外最新的研究成果和技術(shù)潮流為導向，接觸并掌握前沿知識，全面提升個人的專業(yè)水準與素質(zhì)，培養(yǎng)學生用新思維、新方法、新視野去思考和解決問題，提高學生的競爭力。

€L芟钅孔手？013 年成都信息工程大學教育教學研究與改革項目：GIS開發(fā)類課程“案例-任務驅(qū)動”教學模式的研究與實踐（編號：Y2013118）；四川省教育廳 2014-2016 年高等教育人才培養(yǎng)質(zhì)量和教學改革項目：“《GIS 原理》教學資源建設(shè)及網(wǎng)絡教學平臺應用研究” ；2013 年成都信息工程大學教育教學研究與改革項目：“《GIS 原理》教學資源建設(shè)及網(wǎng)絡教學平臺應用研究”（編號：Z2013021）

注釋

① 顧佩華，沈民奮，陸小華.重新認識工程教育——國際CDIO培養(yǎng)模式與方法[M].北京：高等教育出版社，2009.

② Crawley E F，查建中，Malmqvist J， et al.工程教育的環(huán)境[J].高等工程教育研究，2008（4）：13-21.

③ 査建中.工程教育改革戰(zhàn)略 “CDIO” 與產(chǎn)學合作和國際化[J].中國大學教學，2008（5）：16-19.

④ 顧培華，沈民奮，李升平.從 CDIO 到 EIP-CDIO 汕頭大學工程教育與人才培養(yǎng)模式探索[J].高等工程教育研究，2008（1）：12-20.

⑤ 顧佩華，陸小華.CDIO工作坊手冊[M].汕頭：汕頭大學出版社，2008.

⑥ 顧佩華，包能勝，康全禮，等.CDIO 在中國[J].高等工程教育研究，2012（3）：24-41.